当你还在被‘颠覆性电池技术’的实验室数据轰炸时，铝电池和固态电池已悄悄找到了各自的‘饭碗’。前者材料成本天然低得像‘铝锅饭’，在储能和商用车领域实现15分钟换电极的‘充电像加油一样快’；后者则拥有穿刺测试仅48℃的‘热水瓶般’安全系数，在零下低温下也能让电动车‘不掉链子’。究竟是成本仅为铝电极80元/公斤的铝电池更适合跑10万公里换一块的成本敏感市场，还是能量密度高达280Wh/kg、室温稳定运行超4500小时的全固态电池将首先在高端车上落地？这场被认为是‘革命’的技术博弈，最终答案或许并非替代之战，而是两个工种工人的择业抉择。答案其实就藏在天津大学开发的‘塑性富无机SEI’设计以及中国重汽重卡10万公里真跑的试点项目中。
主持人:哎，今天咱们这期节目啊，就来聊聊电池圈里最近特别火的两个‘选手’——铝电池和固态电池。你可能老刷到什么‘颠覆’‘革命’之类的词，听得人心痒痒。咱不整虚的，就从安全、成本、啥时候能用上这三个实在角度，一块儿掰扯掰扯，到底谁更靠谱。听起来都挺神，但咱们都被实验室数据忽悠过，对吧？嘉宾:是啊，我一开始也觉得，这俩听着就像科幻片里出来的。但其实呢，它们走的根本不是一条路。铝电池呢，主打一个‘实在’，材料多、便宜、还耐造；固态电池呢，更像是‘高精尖’，能量密度高、跑得远、充电快，就是贵了点。所以说，与其说谁要干掉谁，不如说它们各自找对了饭碗。主持人:对喽，这个‘找对饭碗’的说法我就特别喜欢。你看啊，就像你家楼下那个不爱穿鞋的小孩，脚皮厚、耐寒、走石子路都不怕，但你让他去跳芭蕾？那肯定不行。铝电池就有点像这样，皮实归皮实，但咱得看它适合干啥。话说回来呢，咱们先得搞明白，这俩到底是个啥东西，不然光听名字，还以为铝电池是拿易拉罐做的呢。嘉宾:哈哈，还真不是。我给你打个比方啊，电池这事儿呢，核心就是让离子在正负极之间来回跑。现在咱们用的锂电池，锂离子一次带一个电荷，就像一个小快递员，一趟送一单。铝离子呢，它一次能带三个电荷，是个‘大力士’，理论上效率高多了。但问题是，这‘大力士’有点胖，跑得慢，还容易在电解液里‘摔跤’，这就是为啥它一直没起来。主持人:哦，明白了，所以它不是不强，是太壮了反而不灵活。那固态电池呢？我老听人说‘固态’，是不是就是把里面的液体给冻住了？嘉宾:差不多，但没那么简单。现在的电池里头啊，有电解液，像水一样流动，好处是离子跑得快，坏处是会漏、会烧。固态电池呢，就把这液体换成了固体，有点像把水冻成了冰，或者换成一块导电的海绵。这样呢，它就不怕漏，也不怕烧，安全性上去了。但新问题来了——这‘冰’和电极贴不紧，中间有缝，离子过不去，就得想办法让它们‘严丝合缝’。主持人:哎，这不就跟贴手机膜似的吗？你贴歪了，或者有气泡，用起来就闹心。所以这‘贴膜’技术，就是固态电池最大的坎儿？嘉宾:没错，这个界面接触啊，就是卡脖子的地方。不过最近有突破，比如天津大学就搞了个‘塑性富无机SEI’的设计，说白了就是给界面做了个‘外柔内刚’的保护层，外面软软的能贴合，里面硬硬的扛得住。实测下来，锂金属电池在室温下都能稳定跑4500多个小时，-30℃还能跑7000小时，这耐寒能力，真挺猛。主持人:4500小时？那得是多久啊？我算算……一天24小时，差不多能撑半年多？这要是装车上，岂不是十年八年都不用换？嘉宾:理论上是这样，但这还是实验室的数据。不过已经很惊人了，说明这条路是走得通的。而且它匹配NCM811正极的全固态电池，还能在-30℃下工作，20C大倍率放电，这意味着冷天也不掉链子，急加速也顶得住。所以说，高端车要是想拼性能，这玩意儿确实是个好苗子。主持人:嗯，听起来是挺香。但咱们得拉回现实，实验室里跑得好，不等于工厂里造得出来。我听说固态电池现在产线得重搞，70%以上的设备都得换，这成本得翻几倍吧？嘉宾:对，现在固态电池的制造成本，差不多是液态电池的3到5倍。而且硫化物这类电解质，还得在无水无氧的环境里生产，就跟做手术似的，手套箱里一点点组装，效率低、成本高。所以虽然半固态电池已经上车了，2024年国内装机量也有1到2GWh，但全固态要小批量装车，估计得等到2027年。主持人:2027年？那还得等好几年。相比之下，铝电池是不是进展快一点？我听说中国重汽那重卡，都用上铝空气电池了？嘉宾:是的，中国重汽的试点项目已经跑了10万多公里，续航1200公里，换铝电极只要15分钟，比充电快多了。这模式特别适合重卡——司机不用等，换块‘电池板’就跟换煤气罐似的，效率拉满。而且铝资源是锂的数千倍，材料成本天然就低，你说这不就是为商用车量身定做的吗？主持人:换电极15分钟，这比加油还快啊！但我有点担心，这铝电池安全吗？网上有人说它‘永不自燃’，真的假的？嘉宾:这个说法太绝对了。虽然铝电池安全性确实好，比如水系类型的，穿刺后峰值温度也就91℃，不会起火；但有些类型挤压后还是可能冒明火的。所以不能说‘绝对安全’。不过天津大学开发了‘有机双氯’电解液，把腐蚀速率降了92%，循环寿命从50次干到了2000次以上，这是实打实的进步。主持人:从50次到2000次？这不就跟手机电池从用半年就得换，变成能用十年似的？那离他们说的10000次以上，是不是也不远了？嘉宾:对，这个10000次是铝电池的目标循环寿命，特别适合储能这种天天充放的场景。比如河南那个智算中心，上了3GWh的铝基铅炭电池，70%放电深度下循环超5000次，一致性还好，自放电也低。这说明它在大型储能上，已经能打了。主持人:3GWh？那得是多大一片啊！我在想，这电池要是放在内蒙古，零下四五十度的地方，还能不能干活？嘉宾:你问到点子上了。内蒙古乌海那个半固态储能电站，就在-40℃下运行，能量密度280Wh/kg，效率超90%。不过那是半固态，不是全固态。铝电池的耐温范围更宽，-90℃到150℃都能活，但低温下的放电能力还得看具体设计。所以说，各有各的强项。主持人:所以说，一个耐寒，一个耐热，一个便宜，一个跑得远。那网上老传特斯拉要搞铝电池，把Model 2给‘颠覆’了，这靠谱吗？嘉宾:这个说法啊，我翻了下资料，特斯拉官方根本没提过。而且铝离子电池现在还在实验室阶段，良品率可能才30%到50%，产线也得重搭，成本反而是宣传的3到5倍。再加上铝离子太‘胖’，充电慢，高功率时电压还不稳，这要真装车上，估计开起来像蜗牛。所以这‘颠覆论’，大概率是炒作。主持人:哎，果然又是标题党骗流量。所以咱们得擦亮眼睛，实验室的8100Wh/kg听着吓人，但那是铝空气的理论值，实际商用的才280Wh/kg，差了三十多倍。这差距，比梦想和现实还大。嘉宾:是啊，所以说，看电池不能光看一个数字。你得看它是实验室数据、试点数据，还是量产数据。比如固态电池穿刺测试最高才48℃，这数据就很有说服力——钢针扎穿都不冒烟不起火，安全性确实上了一个台阶。主持人:48℃？那不就跟摸热水似的，完全没危险。这要是普及了，以后买车再也不用担心自燃了。不过话说回来，这俩技术，一个在储能和重卡上试点，一个在高端车上慢慢铺，它们到底谁赢了？嘉宾:我觉得啊，不是谁赢谁输的问题。更像是两个不同工种的工人，一个适合搬砖，一个适合编程。铝电池适合长时储能、商用车这种对成本敏感、需要耐操的场景；固态电池呢，更适合高端乘用车，追求性能和安全的用户。未来啊，可能谁也替代不了谁。主持人:第一，这两种技术不是对手，而是搭档，各干各的活；第二，别被实验室数据忽悠，要看它在哪用、怎么用；第三，真正的进步，是看到它们从论文里走出来，装上了重卡，接入了电网。最让我印象深的，是那句‘不是谁取代谁，而是谁更适合哪里’——技术没有绝对的王者，只有合适的场景。好了，今天就聊到这儿，咱们下期见。
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